Dans un petit bâtiment, plusieurs radiateurs restent tièdes. Un technicien de maintenance énergétique contrôle la boucle. L'installation attendue comporte un tube intérieur de 20 mm, un réseau de 25 m et un circulateur commandé sur le réglage II. En fonctionnement normal, le débit est voisin de 20 L/min.
Quatre séries de mesures ont été enregistrées. Le dossier A correspond au fonctionnement normal. Les dossiers B, C et D présentent chacun une anomalie différente. Problématique : comment utiliser les mesures pour distinguer un filtre encrassé, une vanne trop fermée et un mauvais réglage du circulateur ?
2. Mesures et méthode de diagnostic
Hauteur et pertes de charge
La hauteur est la pression fournie par le circulateur pour faire circuler l'eau. Elle s'exprime en mCE (mètre de colonne d'eau) : 1 mCE ≈ 0,098 bar. ΔH filtre et ΔH vanne sont les pertes de charge mesurées dans le filtre et dans la vanne, aussi en mCE.
Des indices, pas une devinette
Constater : comparer le débit mesuré au débit de référence.
Localiser : observer où la perte de charge est anormalement grande.
Formuler une hypothèse : relier les mesures à une cause possible.
Vérifier : proposer un contrôle avant toute intervention.
Quand le débit baisse, la hauteur augmente
Un circulateur fournit plus de hauteur quand le débit est faible : sa courbe est décroissante. Si un obstacle freine l'eau, le débit baisse, donc la hauteur fournie par le circulateur augmente.
Calcul de la baisse du débit
\[
\text{Baisse en \%}=\frac{Q_{\text{référence}}-Q_{\text{mesuré}}}{Q_{\text{référence}}}\times100
\]
Pour les calculs, utiliser le débit du dossier A comme valeur de référence.
Courbe du circulateur sur le réglage II (orange) et deux courbes de réseau : le réseau normal (bleu) et un réseau freiné par un obstacle (pointillés). Les points verts sont les points de fonctionnement. Avec le réseau freiné, le débit baisse et la hauteur augmente.
Consigne
Les exercices se font avec la simulation, en mode « Diagnostiquer une panne ». Pour chaque dossier, cliquer sur « Ajouter ce relevé » : le carnet de mesures garde le débit, la hauteur, ΔH filtre et ΔH vanne.
SocleExercice 1 — Le dossier A
Exemple — sur d'autres valeurs Mode « Choisir le niveau de la pompe », tube de 20 mm, réseau de 10 m, réglage I : débit 20,9 L/min, hauteur 1,18 mCE, ΔH filtre 0,03 mCE, ΔH vanne 0,03 mCE. Pour un débit attendu d'environ 20 L/min, 20,9 L/min est conforme.
À toi de jouer.
Ouvrir le mode diagnostic et sélectionner le dossier A.
Relever le débit, la hauteur totale, la perte au filtre et la perte à la vanne. Compléter le tableau.
Dossier
Débit (L/min)
Hauteur (mCE)
ΔH filtre (mCE)
ΔH vanne (mCE)
A
……
……
……
……
Le débit est-il conforme à la valeur attendue d'environ 20 L/min ?
Pourquoi faut-il conserver ce dossier avant d'étudier les pannes ?
Dossier
Débit
Hauteur
ΔH filtre
ΔH vanne
A
20,3 L/min
2,22 mCE
0,03 mCE
0,02 mCE
Le débit est proche de 20 L/min : le fonctionnement est considéré comme normal.
Ce dossier donne les valeurs de référence nécessaires pour repérer les écarts dans les autres dossiers.
SocleExercice 2 — Repérer la perte anormale
Exemple — sur d'autres valeurs Une perte passe de 0,03 mCE dans l'état normal à 0,45 mCE : 0,45 ÷ 0,03 = 15. Elle est 15 fois plus grande : elle est nettement anormale.
À toi de jouer.
Sélectionner successivement les dossiers B, C et D, puis compléter le tableau.
Dossier
Débit (L/min)
Hauteur (mCE)
ΔH filtre (mCE)
ΔH vanne (mCE)
Débit conforme ?
A
……
……
……
……
……
B
……
……
……
……
……
C
……
……
……
……
……
D
……
……
……
……
……
Dans quel dossier la perte au filtre est-elle nettement supérieure à la référence ?
Dans quel dossier la perte à la vanne est-elle nettement supérieure à la référence ?
Dans quel dossier les pertes au filtre et à la vanne restent-elles normales alors que la hauteur fournie est plus faible ?
Dossier
Débit
Hauteur
ΔH filtre
ΔH vanne
Conforme ?
A
20,3
2,22
0,03
0,02
Oui
B
17,8
2,34
0,66
0,02
Non
C
15,8
2,41
0,02
1,09
Non
D
15,9
1,36
0,02
0,01
Non
Le dossier B : la perte au filtre atteint 0,66 mCE, contre 0,03 mCE pour A.
Le dossier C : la perte à la vanne atteint 1,09 mCE, contre 0,02 mCE pour A.
Le dossier D : les pertes locales sont normales, mais la hauteur n'est que de 1,36 mCE, contre 2,22 mCE pour A.
SocleExercice 3 — Baisse du débit en %
Exemple — sur d'autres valeurs Débit de référence 20,3 L/min, débit mesuré 18,5 L/min : (20,3 − 18,5) ÷ 20,3 × 100 = 1,8 ÷ 20,3 × 100 ≈ 8,9 %.
À toi de jouer.
Utiliser \(Q_{\text{référence}}=20{,}3\) L/min et arrondir au dixième de pour cent.
Calculer la baisse du débit pour le dossier B.
Calculer la baisse du débit pour le dossier C.
Calculer la baisse du débit pour le dossier D.
Classer les trois anomalies de la moins pénalisante à la plus pénalisante pour le débit.
Dossier B : \(\dfrac{20{,}3-17{,}8}{20{,}3}\times100\approx\mathbf{12{,}3\ \%}\).
Dossier C : \(\dfrac{20{,}3-15{,}8}{20{,}3}\times100\approx\mathbf{22{,}2\ \%}\).
Dossier D : \(\dfrac{20{,}3-15{,}9}{20{,}3}\times100\approx\mathbf{21{,}7\ \%}\).
B est la moins pénalisante. C et D sont presque à égalité : leurs débits ne diffèrent que de 0,1 L/min (15,8 contre 15,9). On accepte B, D, C ou B puis C et D ex æquo.
StandardExercice 4 — Cause et vérification
Exemple — sur d'autres valeurs Sur une autre installation, la perte dans un clapet anti-retour passe de 0,05 mCE à 0,80 mCE. Cause probable : clapet grippé, resté en partie fermé. Indice décisif : la perte au clapet. Vérification : contrôler l'état du clapet.
À toi de jouer.
Causes proposées : filtre encrassé, vanne trop fermée, circulateur resté sur le réglage I au lieu de II.
Pour chaque dossier B, C et D, compléter une ligne du tableau : cause probable, indice décisif et vérification à effectuer.
Dossier
Cause probable
Indice décisif
Vérification à effectuer
B
……………………
……………………
……………………
C
……………………
……………………
……………………
D
……………………
……………………
……………………
Dossier
Cause probable
Indice
Vérification
B
Filtre encrassé
ΔH filtre = 0,66 mCE
Contrôler l'écart de pression de part et d'autre du filtre, puis son état
C
Vanne trop fermée
ΔH vanne = 1,09 mCE
Contrôler la position réelle de la vanne et son fonctionnement
D
Circulateur resté sur le réglage I
Hauteur faible (1,36 mCE) avec filtre et vanne normaux
Comparer la commande, l'affichage et la courbe réellement obtenue
ApprofondissementExercice 5 — Compte rendu
Exemple — sur d'autres valeurs Le débit mesuré est de 18,5 L/min au lieu de 20,3 L/min, soit 8,9 % de baisse. La perte au clapet anti-retour passe de 0,05 à 0,80 mCE : le clapet est sans doute grippé. Avant d'intervenir, il faut contrôler son état.
À toi de jouer.
Choisir un dossier B, C ou D et rédiger cinq lignes comprenant : le constat chiffré, l'écart par rapport à la référence, l'hypothèse la plus probable et le contrôle à réaliser avant intervention.
Exemple pour le dossier B : le débit mesuré est de 17,8 L/min, contre 20,3 L/min dans l'état normal, soit une baisse d'environ 12,3 %. La perte de charge au filtre atteint 0,66 mCE alors qu'elle n'est que de 0,03 mCE dans le dossier A. Ces mesures font penser à un filtre encrassé. Avant toute intervention, il faut contrôler la différence de pression de part et d'autre du filtre et vérifier son état en respectant la procédure de sécurité.
Pour aller plus loin — hors séance (Première / Terminale)
On peut compléter le diagnostic par des mesures de températures aller-retour, par l'analyse de la puissance absorbée et par la comparaison du point de fonctionnement aux courbes du constructeur.